一種差速耦合自動變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種差速耦合自動變速器，包括有操作控制系統(tǒng)、動力輸入軸、行星齒輪架構(gòu)、作為動力輸出的主傳動軸、副傳動軸以及減速齒輪組，主傳動軸的左端還活動設(shè)置有套軸，套軸上連接有離合器和耦合器，減速齒輪組包括有第一減速齒輪組和第二減速齒輪組，在第一減速齒輪組與第二減速齒輪組之間設(shè)置有可左右移動的直齒套筒，直齒套筒活動套接于副傳動軸上，通過移動直齒套筒選擇減速齒輪組實現(xiàn)動力輸出。本發(fā)明通過操作控制系統(tǒng)控制離合器和耦合器，然后控制直齒套筒左右移動，實現(xiàn)動力輸出的減速齒輪組的選擇，即系實現(xiàn)換檔變速。在換擋變速的過程中能實現(xiàn)不間斷輸出動力，且具有很好的平順性和舒適性，同時具有高效率、大扭矩的動力傳輸。
【專利說明】一種差速耦合自動變速器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變速器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種差速耦合自動變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的雙離合變速器(DCT)是在手動變速器技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，將手動變速器分為兩部分的設(shè)計概念，一部分傳遞奇數(shù)檔，另一部分傳遞偶數(shù)檔，且其動力傳遞通過兩個離合器聯(lián)結(jié)兩根輸入軸，相鄰各檔的被動齒輪交錯與兩輸入軸齒輪嚙合。當在某一奇數(shù)檔位的被動齒輪與奇數(shù)檔輸入軸齒輪嚙合時，連接該軸的離合器處于接合狀態(tài)，此時的相鄰下一個檔位的被動齒輪已經(jīng)與偶數(shù)檔輸入軸齒輪嚙合，但連接該軸的離合器卻處于分離狀態(tài)，當需要變換檔位時，控制奇數(shù)檔位的離合器分離的同時，控制偶數(shù)檔位的離合器接合，從而縮短換檔時間，有效提高換檔品質(zhì)。但由于其狀態(tài)是先切斷一個工作中的檔位再重新接入一個新的檔位來繼續(xù)工作，仍然存在著動力輸出接合的短暫不連貫的問題。
[0003]現(xiàn)有自動變速器主要由:液力變扭器、行星齒輪變速器、控制機構(gòu)組成。自動變速器具有操作容易、駕駛舒適、能減少駕駛者疲勞的優(yōu)點，已成為現(xiàn)代轎車配置的一種發(fā)展方向。裝有自動變速器的汽車能根據(jù)路面狀況自動變速變矩，駕駛者可以全神貫注地注視路面交通而不會被換擋搞得手忙腳亂。汽車自動變速器常見的有三種型式:分別是液力自動變速器(AT)、機械無級自動變速器(CVT)、電控機械自動變速器(AMT)。
[0004]目前轎車普遍使用的是AT，AT幾乎成為自動變速器的代名詞。AT主要是指行星輪結(jié)構(gòu)的自動變速器，通過控制行星輪機構(gòu)的傳力路線來實現(xiàn)傳動比的變化，也就是檔位的變化，變速器前端有液力變矩器，實現(xiàn)柔性連接和一定速比范圍內(nèi)的無級變速。油耗高低主要有兩個影響因素:一是傳遞效率，正是由于液力變矩器的存在，存在一定的效率損失。目前市場上的自動變速器，也就AMT和DCT (大眾DSG)的傳遞效率能與手動變速器相當；二是發(fā)動機的經(jīng)濟工作狀態(tài)，自動變速器都能夠?qū)崿F(xiàn)使發(fā)動機工作在經(jīng)濟區(qū)域，手動變速器得需要熟練司機才能實現(xiàn)。
[0005]CVT由于沒有了一般自動擋變速箱的傳動齒輪，也就沒有了自動擋變速箱的換擋過程，由此帶來的換檔頓挫感也隨之消失，因此CVT變速箱的動力輸出是線性的，在實際駕駛中非常平順。CVT的傳動系統(tǒng)理論上擋位可以更多，擋位設(shè)定更為自由，傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)中的齒輪比、速比以及性能、耗油、廢氣排放的平衡，都更容易達到。還有CVT傳動的機械效率、性能大大優(yōu)于普通的自動擋變速箱，僅次于手動擋變速箱，燃油經(jīng)濟性要比好很多。其缺點是:首先起步或加速，CVT鋼帶或皮帶容易出現(xiàn)打滑，導致動力傳遞受到影響，從而影響加速感受。其次是CVT鋼帶或皮帶材料要求比較高。別看CVT結(jié)構(gòu)簡單，如果出現(xiàn)故障，一般都不是小問題。這會影響到車主的使用以及維修成本增加。
[0006]AMT是在機械變速器(手動波)原有基礎(chǔ)上進行改造，主要改變手動換檔操縱部分。即在總體傳動結(jié)構(gòu)不變的情況下通過加裝微機控制的自動操縱系統(tǒng)來實現(xiàn)換擋的自動化。因此AMT實際上是由一個機器人系統(tǒng)來完成操作離合器和選檔的兩個動作。由于AMT能在現(xiàn)有生產(chǎn)的手動波基礎(chǔ)上進行改造，生產(chǎn)繼承性好，投入的費用也較低，容易為生產(chǎn)廠接受。AMT的核心技術(shù)是微機控制，電子技術(shù)及質(zhì)量將直接決定AMT的性能與運行質(zhì)量?；诖?，為了提高自動變速器的傳遞效率并使其不間斷輸出動力，本發(fā)明探索研發(fā)一種可平順舒適實現(xiàn)自動換檔變速的自動操控系統(tǒng)，不但具有齒輪變速器的高效率、大扭矩，而且在換檔過程中其動力傳輸不中斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的問題提供一種在不中斷動力輸出的情況下實現(xiàn)自動變速的差速耦合自動變速器，該自動變速器具有高效率、大扭矩、換擋平順且不間斷輸出動力的優(yōu)點。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種差速耦合自動變速器，包括有操作控制系統(tǒng)、動力輸入軸、行星齒輪架構(gòu)、作為動力輸出的主傳動軸、副傳動軸以及減速齒輪組，所述動力輸入軸的一端與發(fā)動機的曲軸連接，其另一端與行星齒輪架構(gòu)的行星齒輪支架連接；所述主傳動軸的左端與行星齒輪架構(gòu)的太陽輪連接，且主傳動軸的左端還活動設(shè)置有套軸，所述套軸的一端與行星齒輪架構(gòu)的外齒圈連接，在套軸的另一端連接有離合器和耦合器，所述操作控制系統(tǒng)通過離合器和耦合器控制主傳動軸與副傳動軸之間的動力傳輸，所述減速齒輪組包括有第一減速齒輪組和第二減速齒輪組，在第一減速齒輪組與第二減速齒輪組之間設(shè)置有可左右移動的直齒套筒，所述直齒套筒通過花鍵活動套接于副傳動軸上，通過移動直齒套筒選擇減速齒輪組實現(xiàn)不同檔位的動力輸出。
[0009]其中，所述耦合器包括有主動耦合輪盤和被動耦合輪盤，所述主動耦合輪盤連接于套軸的右端，被動耦合輪盤套接于主傳動軸上，且主動耦合輪盤與被動耦合輪盤之間設(shè)置有可調(diào)節(jié)大小的氣隙。
[0010]其中，所述第一減速齒輪組包括有互相嚙合的第一減速齒輪和第一被動齒輪，第二減速齒輪組包括有互相嚙合的第二減速齒輪和第二被動齒輪，所述第一被動齒輪和第二被動齒輪均固定套接于主傳動軸上，第一減速齒輪和第二減速齒輪均套在副傳動軸上且能自由轉(zhuǎn)動。
[0011]進一步的，所述直齒套筒的左右兩側(cè)均設(shè)置有插接齒，所述第一減速齒輪和第二減速齒輪對應于直齒套筒的一側(cè)設(shè)置有齒槽，在動力輸出的過程中，所述插接齒插接于齒槽內(nèi)。
[0012]再進一步的，所述直齒套筒與副傳動軸之間為花鍵連接，在直齒套筒上連接有撥叉操作機構(gòu)，所述操作控制系統(tǒng)通過控制撥叉操作機構(gòu)驅(qū)動直齒套筒左右移動。
[0013]其中，所述離合器的左側(cè)連接有副傳動軸驅(qū)動齒輪，且副傳動軸驅(qū)動齒輪活動套接在套軸上；所述副傳動軸上設(shè)置有與副傳動軸驅(qū)動齒輪嚙合傳動的主減速齒輪，當離合器閉合時，所述副傳動軸驅(qū)動齒輪與主減速齒輪嚙合驅(qū)動副傳動軸。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明提供的一種差速耦合自動變速器，包括有操作控制系統(tǒng)、動力輸入軸、行星齒輪架構(gòu)、作為動力輸出的主傳動軸、副傳動軸以及減速齒輪組，主傳動軸的左端還活動設(shè)置有套軸，套軸上連接有離合器和耦合器，所述操作控制系統(tǒng)通過離合器和耦合器控制主傳動軸與副傳動軸之間的動力傳輸，所述減速齒輪組包括有第一減速齒輪組和第二減速齒輪組，在第一減速齒輪組與第二減速齒輪組之間設(shè)置有可左右移動的直齒套筒，所述直齒套筒活動套接于副傳動軸上，通過移動直齒套筒選擇減速齒輪組實現(xiàn)不同檔位的動力輸出。本發(fā)明通過操作控制系統(tǒng)控制離合器和耦合器，然后控制直齒套筒左右移動，實現(xiàn)動力輸出的減速齒輪組的選擇，即系實現(xiàn)換檔變速。本差速耦合自動變速器在換擋變速的過程中能實現(xiàn)不間斷輸出動力，且具有很好的平順性和舒適性，同時具有高效率、大扭矩的動力傳輸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一種差速耦合自動變速器的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0016]在圖1中的附圖標記包括:
I一動力輸入軸 2—太陽輪3—行星齒輪支架
4 一外齒圈5—主傳動軸 6—套軸
7—主動耦合輪盤 8—被動耦合輪盤9一第一被動齒輪 10—第二被動齒輪11一離合器 12—副傳動軸驅(qū)動齒輪 13 一主減速齒輪 14 一副傳動軸 15—第一減速齒輪 16一直齒套筒 17—第二減速齒輪。
【具體實施方式】
[0017]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實施例與附圖對本發(fā)明作進一步的說明，實施方式提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定。參見圖1，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0018]本發(fā)明所提供的一種差速耦合自動變速器，包括有操作控制系統(tǒng)、動力輸入軸1、行星齒輪架構(gòu)、作為動力輸出的主傳動軸5、副傳動軸14以及減速齒輪組，所述動力輸入軸I的一端與發(fā)動機的曲軸連接，其另一端與行星齒輪架構(gòu)的行星齒輪支架3連接；所述主傳動軸5的左端與行星齒輪架構(gòu)的太陽輪2連接，且主傳動軸5的左端還活動設(shè)置有套軸6，所述套軸6的一端與行星齒輪架構(gòu)的外齒圈4連接，在套軸6的另一端連接有離合器11和耦合器，所述操作控制系統(tǒng)通過離合器11和耦合器控制主傳動軸5與副傳動軸14之間的動力傳輸，所述減速齒輪組包括有第一減速齒輪組和第二減速齒輪組，在第一減速齒輪組與第二減速齒輪組之間設(shè)置有可左右移動的直齒套筒16，所述直齒套筒16通過花鍵活動套接于副傳動軸14上，通過移動直齒套筒16選擇實現(xiàn)動力輸出的減速齒輪組。
[0019]在本實施例中，所述稱合器包括有王動稱合輪盤7和被動稱合輪盤8,所述王動奉禹合輪盤7連接于套軸6的右端，被動耦合輪盤8套接于主傳動軸5上，且主動耦合輪盤7與被動耦合輪盤8之間設(shè)置有可調(diào)節(jié)大小的氣隙。通過操作控制系統(tǒng)可調(diào)節(jié)氣隙的大小從而實現(xiàn)功率傳遞的可調(diào)。
[0020]其中，所述第一減速齒輪組包括有互相嚙合的第一減速齒輪15和第一被動齒輪9，第二減速齒輪組包括有互相嚙合的第二減速齒輪17和第二被動齒輪10，所述第一被動齒輪9和第二被動齒輪10均固定套接于主傳動軸5上，第一減速齒輪15和第二減速齒輪17均套在副傳動軸14上且能自由轉(zhuǎn)動。在本實施例中第一減速齒輪組為一檔減速齒輪組，第二減速齒輪組為二檔減速齒輪組；同理的，可增加其他更多的減速齒輪組，依次類推可實現(xiàn)更多的檔位變速功能。
[0021]進一步的，所述直齒套筒16的左右兩側(cè)均設(shè)置有插接齒，所述第一減速齒輪15和第二減速齒輪17對應于直齒套筒16的一側(cè)設(shè)置有齒槽，在動力輸出的過程中，所述插接齒插接于齒槽內(nèi)。再進一步的，所述直齒套筒16與副傳動軸14之間為花鍵連接，在直齒套筒16上連接有撥叉操作機構(gòu)(在圖中未標出)，所述操作控制系統(tǒng)通過控制撥叉操作機構(gòu)驅(qū)動直齒套筒16左右的軸向移動。
[0022]其中，所述離合器11的左側(cè)連接有副傳動軸驅(qū)動齒輪12，所述副傳動軸14上設(shè)置有與副傳動軸驅(qū)動齒輪12嚙合傳動的主減速齒輪13，當離合器閉合時，所述副傳動軸驅(qū)動齒輪12與主減速齒輪13嚙合驅(qū)動副傳動軸。
[0023]以下為本實施例中離合器11、耦合器以及直齒套筒16在不同配合情況下的換擋變速功能的實現(xiàn):
(I)、空檔。
[0024]發(fā)動機產(chǎn)生的力矩經(jīng)動力輸入軸I傳入，此時由于主傳動軸5受到阻力處于靜止不動的狀態(tài)，太陽輪2不動，離合器11處于分離狀態(tài)。動力輸入軸I經(jīng)行星齒輪支架3帶動外齒圈4、套軸6和耦合器主動輪盤7轉(zhuǎn)動。此時，由于耦合器的氣隙處于最大狀態(tài)，耦合器的被動輪盤8沒有扭矩輸出，此時為空檔，即系發(fā)動機怠速空載。
[0025](2)、空檔進一檔。
[0026]首先通過操作控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動耦合輪盤7與被動耦合輪盤8之間的氣隙，使得氣隙減小，部分扭矩經(jīng)太陽輪2和耦合器的被動輪盤8輸出到主傳動軸5，但不足以克服外阻力轉(zhuǎn)動。然后，操作控制系統(tǒng)控制撥叉操作機構(gòu)使得直齒套筒16向左移動，此時直齒套筒16與第一減速齒輪15 (即一檔減速齒輪)嚙合。接著，操作控制系統(tǒng)控制離合器11閉合，大部分扭矩經(jīng)離合器11、副傳動軸驅(qū)動齒輪12、主減速齒輪13、副傳動軸14、直齒套筒16、第一減速齒輪15和第一被動齒輪9，驅(qū)動主傳動軸5轉(zhuǎn)動。最后，操作控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)增大耦合器的氣隙，切斷耦合器的被動耦合輪盤8的扭矩輸出，全部扭矩經(jīng)第一減速齒輪組輸出，實現(xiàn)了空檔進一檔自動換檔功能。
[0027](3)、一檔進二檔。
[0028]首先，同樣通過操作控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動耦合輪盤7與被動耦合輪盤8之間的氣隙，使得氣隙減小，部分扭矩經(jīng)太陽輪2和耦合器的被動輪盤8輸出到主傳動軸5，這樣可以避免離合器11在分開時使得發(fā)動機因空載而轉(zhuǎn)速瞬間提高。然后，操作控制系統(tǒng)控制離合器11分開，且撥叉操作機構(gòu)使得直齒套筒16向右移動，此時直齒套筒16與第二減速齒輪17(即二檔減速齒輪)嚙合。隨后，操作控制系統(tǒng)控制離合器11閉合，大部分扭矩經(jīng)離合器11、副傳動軸驅(qū)動齒輪12、主減速齒輪13、副傳動軸14、直齒套筒16、第二減速齒輪17和第二被動齒輪10，驅(qū)動主傳動軸5轉(zhuǎn)動。最后，操作控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)增大耦合器的氣隙，切斷耦合器的被動耦合輪盤8的扭矩輸出，全部扭矩經(jīng)第二減速齒輪組輸出，實現(xiàn)了一檔進二檔的自動換檔功能。
[0029](3)、二檔退一檔。
[0030]同樣的，首先通過操作控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動耦合輪盤7與被動耦合輪盤8之間的氣隙，使得氣隙減小，部分扭矩經(jīng)太陽輪2和耦合器的被動輪盤8輸出到主傳動軸5，此舉可以避免離合器11分開時使得發(fā)動機因空載而轉(zhuǎn)速瞬間提高。然后，操作控制系統(tǒng)控制離合器11分離，操作控制系統(tǒng)控制撥叉操作機構(gòu)使得直齒套筒16向左移動，此時直齒套筒16與第一減速齒輪15 (即一檔減速齒輪)嚙合。接著，操作控制系統(tǒng)控制離合器11再閉合，大部分扭矩經(jīng)離合器11、副傳動軸驅(qū)動齒輪12、主減速齒輪13、副傳動軸14、直齒套筒16、第一減速齒輪15和第一被動齒輪9，驅(qū)動主傳動軸5轉(zhuǎn)動。最后，操作控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)增大耦合器的氣隙，切斷耦合器的被動耦合輪盤8的扭矩輸出，全部扭矩經(jīng)第一減速齒輪組輸出，實現(xiàn)了二檔退一檔的自動換檔功能。
[0031](4) 一檔退空檔。
[0032]通過操作控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動耦合輪盤7與被動耦合輪盤8之間的氣隙，使得氣隙減小，部分扭矩經(jīng)太陽輪2和耦合器的被動輪盤8輸出到主傳動軸5，可以避免離合器11分開時使得發(fā)動機因空載而轉(zhuǎn)速瞬間提高。然后，操作控制系統(tǒng)控制離合器11分離，撥叉操作機構(gòu)使得直齒套筒16向右移動，使得直齒套筒16位于第一減速齒輪15與第二減速齒輪17的中間位置。最后，操作控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)增大耦合器的氣隙，切斷耦合器的被動耦合輪盤8的扭矩輸出，夕卜齒圈4空轉(zhuǎn)無扭矩輸出，實現(xiàn)了一檔退空檔的自動換檔功能。
[0033]同理的，如上所述在主傳動軸5、副傳動軸14上增加多套減速齒輪組及撥叉操控機構(gòu)，即可實現(xiàn)更多檔位的變速功能。
[0034]綜合上述，本發(fā)明通過操作控制系統(tǒng)控制離合器和耦合器，然后控制直齒套筒左右移動，實現(xiàn)動力輸出的減速齒輪組的選擇，即系實現(xiàn)換檔變速。本差速耦合自動變速器在換擋變速的過程中能實現(xiàn)不間斷輸出動力，且具有很好的平順性和舒適性，同時具有高效率、大扭矩的動力傳輸。
[0035]以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種差速耦合自動變速器，包括有操作控制系統(tǒng)、動力輸入軸、行星齒輪架構(gòu)、作為動力輸出的主傳動軸、副傳動軸以及減速齒輪組，所述動力輸入軸的一端與發(fā)動機的曲軸連接，其另一端與行星齒輪架構(gòu)的行星齒輪支架連接；其特征在于:所述主傳動軸的左端與行星齒輪架構(gòu)的太陽輪連接，且主傳動軸的左端還活動設(shè)置有套軸，所述套軸的一端與行星齒輪架構(gòu)的外齒圈連接，在套軸的另一端連接有離合器和耦合器，所述操作控制系統(tǒng)通過離合器和耦合器控制主傳動軸與副傳動軸之間的動力傳輸，所述減速齒輪組包括有第一減速齒輪組和第二減速齒輪組，在第一減速齒輪組與第二減速齒輪組之間設(shè)置有可左右移動的直齒套筒，所述直齒套筒活動套接于副傳動軸上，通過移動直齒套筒選擇減速齒輪組實現(xiàn)動力輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種差速耦合自動變速器，其特征在于:所述耦合器包括有主動耦合輪盤和被動耦合輪盤，所述主動耦合輪盤連接于套軸的右端，被動耦合輪盤套接于主傳動軸上，且主動耦合輪盤與被動耦合輪盤之間設(shè)置有可調(diào)節(jié)大小的氣隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種差速耦合自動變速器，其特征在于:所述第一減速齒輪組包括有互相嚙合的第一減速齒輪和第一被動齒輪，第二減速齒輪組包括有互相嚙合的第二減速齒輪和第二被動齒輪，所述第一被動齒輪和第二被動齒輪均固定套接于主傳動軸上，第一減速齒輪和第二減速齒輪均套在副傳動軸上且能自由轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種差速耦合自動變速器，其特征在于:所述直齒套筒的左右兩側(cè)均設(shè)置有插 接齒，所述第一減速齒輪和第二減速齒輪對應于直齒套筒的一側(cè)設(shè)置有齒槽，在動力輸出的過程中，所述插接齒插接于齒槽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種差速耦合自動變速器，其特征在于:所述直齒套筒與副傳動軸之間為花鍵連接，在直齒套筒上連接有撥叉操作機構(gòu)，所述操作控制系統(tǒng)通過控制撥叉操作機構(gòu)驅(qū)動直齒套筒左右移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種差速耦合自動變速器，其特征在于:所述離合器的左側(cè)連接有副傳動軸驅(qū)動齒輪，且副傳動軸驅(qū)動齒輪活動套接在套軸上；所述副傳動軸上設(shè)置有與副傳動軸驅(qū)動齒輪嚙合傳動的主減速齒輪，當離合器閉合時，所述副傳動軸驅(qū)動齒輪與主減速齒輪嚙合驅(qū)動副傳動軸。
【文檔編號】F16H57/023GK104019195SQ201410285396
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】何東 申請人:何東